型钢组合钢板桩技术

技术背景

在经济高速发展、基础设施和民用建筑建设规模不断扩大的背景下，在密集的城市中心开发利用地下空间成为一种必然。一些开挖深度较浅，土质条件较好的基坑往往采用拉森钢板桩作为挡土和止水结构，例如防波堤、护岸、船坞、码头、人工岛、船闸、地下隧道、路堤、挡土墙、防渗墙、地基加固等永性工程和围堰、基坑围护等临时性工程。然而，在江、河内及周边软黏土地区进行围堰施工，往往由于拉森钢板桩的刚度不能满足安全性要求；而采用其他支护形式，例如钻孔灌注桩、SMW工法等虽可以满足设计要求，但施工成本显著增加且难以在滩涂、河流中施工。

为解决在软黏土地区基坑及围堰的支护，可以采用组合型钢钢板桩的支护形式，例如钢板结合H型钢、拉森钢板桩结合H型钢等，通过钢板或者拉森钢板桩的连续锁扣搭接形成一道连续密封的止水结构，同时在钢板桩内侧施工一排H型钢以满足整个支护结构的刚度及稳定性要求。

武汉市某工程位于汉口后湖地区，该项目为一河流明渠改箱涵工程。围堰基坑开挖深度约5~7m，围堰为狭长型，长约420m，宽约42m。为确保河流的正常通流，该围堰项目分东西两个区块先后进行。该区域上部淤泥质土、淤泥质粘土层深厚达12m~15m，地质条件较差，围护结构初步采用上部放坡，下部拉森钢板桩结合钢支撑支护，在河流中间分区部位北侧采用填土挡土坝作为临时反压土坝。经大量的分析计算，在局部软土层深厚区块采用拉森钢板桩难以满足强度及稳定性的要求，而其他支护形式如钻孔灌注桩等由于场地条件施工困难、造价昂贵，因而考虑采用组合型钢钢板桩这一支护形式，如下图支护剖面图。

图中所示，围堰内插为15m长H500X300型钢，围堰外侧为9m长4号拉森钢板桩，在设计计算时，强度、变形及稳定性计算按H型钢单独作为支护结构的模型计算，拉森钢板桩的抗力可以作为安全储备；而围堰的止水全部由拉森钢板桩承担，为满足围堰的止水性能，拉森钢板桩插入坑底以下软黏土地层不小于4m，且满足渗流稳定性的要求。因而图中H型钢的长度要远长于拉森钢板桩的长度。

为确保拉森钢板桩与H型钢的紧密贴合，满足组合型钢钢板桩整体性能，施工时必须确保质量，外侧钢板桩通过锁扣紧密搭接，施工H型钢时与钢板桩贴合紧密，在H型钢的上部翼缘板与拉森钢板桩满焊焊接牢固（如图组合型钢钢板桩连接节点），以确保H型钢与拉森钢板桩的整体变形，提高组合型钢钢板桩的整体抗力性能。

拉森钢板桩专项施工方法

拉森钢板桩主要施工方法

一、施工工艺

施工工艺流程如下：测量放线→施工定位桩→安装定位架→插打钢板桩→基坑开挖至垫层底→排水系统设置→回填→ 拔除钢板桩。

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测量放线

在基坑开挖之前，按照图纸所示坐标及尺寸，放出污水管中心线及基坑开挖边线，并测设临时水准点，作为污水管施工过程高程控制依据，中心线应引至两端木桩上，以便随时进行中心线检查。测量放线成果须经监理工程师复核无误后方可进行下一步施工。

2 施工定位桩

测量定测方位放线，定出拉森钢板桩插入位置。采用履带式液压单斗震动打桩机(带夹具)，首先打定位桩，间隔9m左右打设一根拉森桩。用一根横在两根中间，制作导向夹具，沉桩时吊机将振动箱送到钢板桩堆放处，将钢板桩套入夹桩器并夹紧，随即吊至沉桩位置，垂直插入桩位，检查正确后，再开动振动锤沉桩。

3 安装定位架

用一根钢板桩横在两根定位桩中间，制作导向夹具，沉桩时振动箱移动到钢板桩堆放处，将钢板桩套入夹桩器并夹紧，随即吊至沉桩位置，垂直插入桩位，检查正确后，再开动振动锤沉桩。

4 插打钢板桩

1、沉桩时吊机将振动箱送到钢板桩堆放处，将钢板桩套入夹桩器并夹紧，随即吊至沉桩位置，垂直插入桩位，检查正确后，再开动振动锤沉桩。

2、在振动插入土层时，如遇有地下杂物及小石砂块，可将板桩振动起拔掉再插下，这样上下来回振动插入多次直至插进为止，沉桩过程中，吊钩下降速度应注意控制，维持沉桩悬吊状态下沉，以保证桩的垂直。

3、 现场工作人员必须听从指挥，起吊9m钢板桩时，套绳必须挂在钢板桩1.8m~1m的牢固部位，以免失灵滑脱，操作控制箱人员应密切注意吊车的转动方向，逐根紧扣并经常检查套绳，防止损坏发生意外事故。

4、 打完拉森钢钢板桩及锚定桩后，在拉森桩的上部焊接钢牛腿，搁置固定钢围檩、焊接横撑进行持力加固。

5 基坑开挖

打桩阻力过大不易贯入

这由两种原因造成。一是在坚实的砂层锤击数或砂砾层中打桩，桩的阻力过大；二是钢板桩连接锁口锈蚀，变形：致使板桩不能顺力沿锁口而下。对种原因，需在打桩前对地质情况作详细分析，充分研究贯人的可能性，在施工时可伴以高压冲水或振动法沉桩，不能用锤硬打；第二种原因，应在打桩前对板桩逐根检查，有锈蚀或变形的及时调整。还可在锁口内涂以油脂，以减少阻力